En un artículo publicado en Nano , un equipo de investigadores del Laboratorio de Mecánica del Grafeno (LogM), Universidad de Zhejiang, ha demostrado cómo la estructura morfológica de un sustrato catalítico influye en el crecimiento del grafeno. Esto proporciona más orientación sobre la síntesis de grafeno de alta calidad con menos límites de dominio.

¿Cómo influye la estructura morfológica de un sustrato catalítico en el crecimiento del grafeno? Debido a los efectos de otros parámetros ambientales durante el crecimiento de la deposición química de vapor (CVD) de un cristal de grafeno, esta pregunta sigue sin resolverse.

Sin embargo, Los monocristales de grafeno hexagonales alineados proporcionan una forma más sencilla de descubrir el comportamiento de crecimiento de CVD de los monocristales de grafeno cerca de los límites de los granos de Cu. y demostrar que la orientación de la red del grafeno no está influenciada por estos límites de grano y solo está determinada por el cristal de Cu en el que está nucleado.

Un equipo de investigadores del Laboratorio de Mecánica del Grafeno (LogM), Universidad de Zhejiang, ha demostrado una clara irrelevancia para el crecimiento de CVD de un monocristal de grafeno con la cristalinidad de su sustrato cultivado después de que se nucleó, y demostró que la orientación de la red de un monocristal de grafeno en Cu solo está determinada por el grano de Cu en el que se nucleó.

Usando CVD de presión ambiental (AP) en lugar del método de CVD de baja presión (LP) y parámetros de crecimiento cuidadosamente ajustados, Se han obtenido con éxito monocristales hexagonales de grafeno hasta una escala milimétrica y estructuras de borde en zigzag en superficies de Cu policristalino. Debido a tales muestras de grafeno hexagonales con orientaciones de celosía que pueden ser determinadas directa y simplemente por los ojos o microscopía óptica en lugar de microscopía electrónica, el comportamiento de crecimiento de CVD de un monocristal de grafeno en la terraza de grano de Cu y cerca de los límites de grano se simplifica en gran medida, que se puede resumir aún más con un modelo que se relaciona únicamente con la estructura cristalográfica de Cu.

Sus resultados mostraron que para un monocristal de grafeno cultivado en Cu, su orientación reticular está determinada por la energía de enlace de su núcleo y el sustrato subyacente, probablemente por un modo de nucleación con paso de Cu, y permanece sin cambios durante el siguiente proceso de expansión con precursores entrantes continuos. El flujo de hidrógeno en el precursor ayuda a terminar el borde del núcleo formado con una estructura terminada en H y desacoplado de la superficie del sustrato. Cuando la expansión del monocristal de grafeno alcanza el límite del grano de Cu, el límite del grano de Cu y el grano de Cu vecino no cambiarán la orientación de la red y la dirección de expansión de este monocristal de grafeno.

El LogM está explorando actualmente las nuevas propiedades mecánicas de los dicalcogenuros bidimensionales, como el grafeno y los dicalcogenuros de metales de transición, para una mejor comprensión de su física fundamental y aplicaciones prometedoras. Sus principales temas de investigación incluyen la síntesis controlada de materiales bidimensionales, las nuevas técnicas de transferencia con menos defectos y a sustratos arbitrarios, la prueba experimental de las propiedades mecánicas, y dispositivos mecanoeléctricos.